ACR銅管加工工藝與質量缺陷的研究.pdf

1、ACR（Air Conditioner and Refrigerator）銅管被廣泛用作工業(yè)冷凝器、蒸發(fā)器和換熱系統(tǒng)中重要外部聯(lián)接管件，其直徑大于等于Φ16 mm。鑄軋法具有初始投入少、生產成本低和加工效率高等優(yōu)點，因此，在保證產品質量的前提下，很多企業(yè)考慮采用鑄軋法替代擠壓法加工大中口徑ACR銅管，以解決傳統(tǒng)擠壓工藝生產的銅管長度和產量受到限制的問題。本文研究了加工工藝改變對ACR銅管成形質量的影響，并分析了ACR銅管實際加工過程中出

2、現(xiàn)的質量缺陷問題。
　　針對某銅管廠生產的規(guī)格為Φ19×1 mm的ACR銅管，分別從鑄軋法和擠壓法生產現(xiàn)場進行追蹤取樣，獲得不同道次的ACR銅管，并從化學成分、微觀組織、力學性能、表面質量和尺寸精度等方面進行對比分析，綜合評價了兩種工藝方法對ACR銅管成形質量的影響。研究表明采用鑄軋法生產ACR銅管在化學成分、微觀組織演變和力學性能方面都與原工藝相近，但鑄軋法生產的初始管材組織分布均勻，晶粒細小。隨著加工道次的增加，鑄軋銅管的延伸

3、率和顯微硬度波動幅度較小，采用鑄軋法可以提高成品銅管的力學性能穩(wěn)定性。改用鑄軋法加工的ACR銅管表面光亮度高、粗糙度低、表面平均殘余應力遠小于擠壓管，并且鑄軋 ACR銅管的尺寸精度高，能夠顯著提高產品合格率。
　　針對ACR銅管加工過程中出現(xiàn)“表面裂紋”和“跳車紋”質量缺陷，采用實驗分析、理論分析和有限元模擬等方法加以分析論證。研究表明表面裂紋的形成機理是先沿晶斷裂產生熱裂紋，然后穿晶斷裂形成冷裂紋，其主要形成原因是結晶器堵塞，導

4、致銅液中有害氣體不能及時排出，使其在連鑄管材表層形成裂紋源，同時由于結晶器內表面粗糙，拉坯阻力增加，導致管材表面拉裂并向內部不斷擴展。銅管表面跳車紋實質上是拉拔過程中產生的壁厚不均勻缺陷，其形成機理是游動芯頭超過前后極限位置造成拉拔系統(tǒng)失穩(wěn)，當芯頭超過前極限位置，內外模具過度擠壓管材形成局部縮頸；當芯頭超過后極限位置，空拉管材使壁厚增加，造成管材表面材料局部突起。通過有限元模擬得到優(yōu)化的拉拔工藝條件：摩擦系數(shù)為μ=0.05、拉拔速度為V